JPS6343578B2 - - Google Patents
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- JPS6343578B2 JPS6343578B2 JP8772080A JP8772080A JPS6343578B2 JP S6343578 B2 JPS6343578 B2 JP S6343578B2 JP 8772080 A JP8772080 A JP 8772080A JP 8772080 A JP8772080 A JP 8772080A JP S6343578 B2 JPS6343578 B2 JP S6343578B2
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- Japan
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- fuel ratio
- air
- plasma ignition
- plasma
- ignition
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 42
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
- F02P9/007—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のプラズマ点火と空燃比とを
関連させて制御する装置に関する。
関連させて制御する装置に関する。
最近、内燃機関の点火装置としてプラズマ点火
装置が開発されている。従来のプラズマ点火装置
としては、例えば第１図に示すごときものがあ
る。
装置が開発されている。従来のプラズマ点火装置
としては、例えば第１図に示すごときものがあ
る。
第１図において、１は主電源となるバツテリ、
２はキースイツチである。また点火コイル３、コ
ンタクトポイント４等は通常の火花放電用電源を
構成し、昇圧器９（DC―DCコンバータ）、コン
デンサ１０、インダクタ１１等はプラズマ用電源
を構成している。その他５，６は逆流阻止用のダ
イオード、７はデイストリビユータ、８は点火プ
ラグである。
２はキースイツチである。また点火コイル３、コ
ンタクトポイント４等は通常の火花放電用電源を
構成し、昇圧器９（DC―DCコンバータ）、コン
デンサ１０、インダクタ１１等はプラズマ用電源
を構成している。その他５，６は逆流阻止用のダ
イオード、７はデイストリビユータ、８は点火プ
ラグである。
第１図の装置においては、点火時に、火花放電
用電源の点火コイル３から与えられる10〜20kV
の高電圧によつて点火プラグ８で火花放電が生じ
ると、放電空間の絶縁が破壊されて２〜3kVの比
較的低い電圧でも放電可能な状態が形成されその
結果、プラズマ用電源のコンデンサ１０に蓄えら
れていた電荷によつて必要な時だけ放電が持続す
る。
用電源の点火コイル３から与えられる10〜20kV
の高電圧によつて点火プラグ８で火花放電が生じ
ると、放電空間の絶縁が破壊されて２〜3kVの比
較的低い電圧でも放電可能な状態が形成されその
結果、プラズマ用電源のコンデンサ１０に蓄えら
れていた電荷によつて必要な時だけ放電が持続す
る。
この放電によつて生じた高温、高エネルギーの
プラズマ状ガスによつて燃焼室内の混合気中に多
数の火炎核が生成され、希薄混合気でも確実な着
火が行なわれる。
プラズマ状ガスによつて燃焼室内の混合気中に多
数の火炎核が生成され、希薄混合気でも確実な着
火が行なわれる。
なお昇圧器９は、発振器１２、変圧器１５、ス
イツチング用のトランジスタ１３，１４及び整流
用のダイオード１６から構成されている。そして
発振器１２が出力する一定周波数のスイツチング
信号によつてトランジスタ１３，１４が交互にオ
ンになり、その結果、変圧器１５の一次巻線に電
流が流れることにより、二次巻線に昇圧された高
電圧を出力するものである。
イツチング用のトランジスタ１３，１４及び整流
用のダイオード１６から構成されている。そして
発振器１２が出力する一定周波数のスイツチング
信号によつてトランジスタ１３，１４が交互にオ
ンになり、その結果、変圧器１５の一次巻線に電
流が流れることにより、二次巻線に昇圧された高
電圧を出力するものである。
上記のごとく、プラズマ点火装置を備えた機関
においては、通常より希薄な混合気でも確実な着
火が行なわれるから、混合気の空燃比を通常より
大きくし、燃費を向上させることが可能となる。
においては、通常より希薄な混合気でも確実な着
火が行なわれるから、混合気の空燃比を通常より
大きくし、燃費を向上させることが可能となる。
第２図は軸燃費率と空燃比との関係図であり、
実線は従来の火花放電だけの点火装置の場合の特
性、破線はプラズマ点火装置の場合の特性を示
す。
実線は従来の火花放電だけの点火装置の場合の特
性、破線はプラズマ点火装置の場合の特性を示
す。
第２図から判るように、従来の点火装置の場合
には、空燃比が14〜16付近で最も軸燃費率が良く
なり、それ以上空燃比を大きくすると、失火等の
原因で軸燃費率が悪くなつてしまう。
には、空燃比が14〜16付近で最も軸燃費率が良く
なり、それ以上空燃比を大きくすると、失火等の
原因で軸燃費率が悪くなつてしまう。
それに対してプラズマ点火装置の場合は、希薄
混合気でも確実に着火することが出来るので、空
燃比が18〜20付近で軸燃比率が最も良くなりかつ
そのときの軸燃比率は従来のものに比べて大幅に
良くなつている。
混合気でも確実に着火することが出来るので、空
燃比が18〜20付近で軸燃比率が最も良くなりかつ
そのときの軸燃比率は従来のものに比べて大幅に
良くなつている。
したがつてプラズマ点火装置を用いて空燃比を
18〜20程度にすれば、燃費を大幅に改善すること
が出来る。
18〜20程度にすれば、燃費を大幅に改善すること
が出来る。
一方、プラズマ点火装置には、次のごとき問題
がある。
がある。
すなわち、プラズマ点火装置においては、点火
エネルギーが大きいため、機関の高回転時には電
力消費が大きくなり、バツテリ１に過重な負担が
かかる。
エネルギーが大きいため、機関の高回転時には電
力消費が大きくなり、バツテリ１に過重な負担が
かかる。
例えば４気筒機関が6000rpmで回転していると
きに１点火当り１ジユールのエネルギーを供給す
るには、約200Wの電力が必要となる。昇圧器９
の効率を約50％とし、12Vのバツテリから上記の
電力を供給するには、30A程度の電流を流す必要
がある。
きに１点火当り１ジユールのエネルギーを供給す
るには、約200Wの電力が必要となる。昇圧器９
の効率を約50％とし、12Vのバツテリから上記の
電力を供給するには、30A程度の電流を流す必要
がある。
そのため、燃焼の安定性が良く、しかも電力消
費の多い高回転、高負荷域等の特定の運転条件で
は、プラズマ点火のエネルギーを小さくするか、
又はプラズマ点火を停止させて通常の火花放電の
みに切換える方式が考えられる。
費の多い高回転、高負荷域等の特定の運転条件で
は、プラズマ点火のエネルギーを小さくするか、
又はプラズマ点火を停止させて通常の火花放電の
みに切換える方式が考えられる。
しかし前記のごとく、プラズマ点火を前提とし
て空燃比を18〜20程度に設定した機関において
は、プラズマ点火のエネルギーを小さくしたり、
あるいは停止したりすると、失火等の悪影響が生
じて機関の性能が低下してしまう。
て空燃比を18〜20程度に設定した機関において
は、プラズマ点火のエネルギーを小さくしたり、
あるいは停止したりすると、失火等の悪影響が生
じて機関の性能が低下してしまう。
本発明は上記の問題を解決するためになされた
ものであり、プラズマ点火のエネルギーを運転条
件に応じて変化させ、かつ上記エネルギーの変化
に応じて空燃比を変化させるように構成すること
により、燃費を向上させると共に機関性能の低下
を防止したプラズマ点火及び空燃比の制御装置を
提供することを目的とする。
ものであり、プラズマ点火のエネルギーを運転条
件に応じて変化させ、かつ上記エネルギーの変化
に応じて空燃比を変化させるように構成すること
により、燃費を向上させると共に機関性能の低下
を防止したプラズマ点火及び空燃比の制御装置を
提供することを目的とする。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
第３図は本発明の一実施例図であり、第１図と
同符号は同一物を示す。
同符号は同一物を示す。
第３図において、関数発生器１７は、機関の回
転速度信号S1を入力し、回転速度に対応した目標
電圧S3を出力する。この目標電圧はプラズマ点火
のエネルギーに対応するものであり、例えば第４
図に実線で示すごとく、回転速度のある値までは
一定値であり、その値をすぎると次第に低下する
ような特性とする。
転速度信号S1を入力し、回転速度に対応した目標
電圧S3を出力する。この目標電圧はプラズマ点火
のエネルギーに対応するものであり、例えば第４
図に実線で示すごとく、回転速度のある値までは
一定値であり、その値をすぎると次第に低下する
ような特性とする。
上記の目標電圧S3とコンデンサ１０の端子電圧
S4とが比較器１８で比較され、S3≦S4になると比
較器１８が遮断信号S5を出力してスイツチング回
路１９をオフにする。そのためコンデンサ１０は
目標電圧S3以上には充電されず、したがつてプラ
ズマ点火のエネルギーが回転速度に応じて制御さ
れることになる。
S4とが比較器１８で比較され、S3≦S4になると比
較器１８が遮断信号S5を出力してスイツチング回
路１９をオフにする。そのためコンデンサ１０は
目標電圧S3以上には充電されず、したがつてプラ
ズマ点火のエネルギーが回転速度に応じて制御さ
れることになる。
一方、別の関数発生器２０は、回転速度信号S1
を入力し、その回転速度におけるプラズマ点火の
エネルギーとの関係から定まる最適な空燃比を表
わす信号S6を出力する。
を入力し、その回転速度におけるプラズマ点火の
エネルギーとの関係から定まる最適な空燃比を表
わす信号S6を出力する。
次に演算回路２１は、回転速度信号S1、吸入空
気量信号S2及び上記の信号S6から燃料噴射量を算
出し、その出力信号S7によつて燃料噴射弁２２を
駆動して機関に燃料を供給する。
気量信号S2及び上記の信号S6から燃料噴射量を算
出し、その出力信号S7によつて燃料噴射弁２２を
駆動して機関に燃料を供給する。
通常の電子制御燃料噴射装置においては、演算
回路２１で、噴射量＝Ｋ吸入空気量／回転速度（ただし
Ｋ は定数）の演算を行なつて燃料噴射量を定めてい
る。したがつて上記のＫの値を信号S6に応じて変
化させてやれば、空燃比を制御することが出来
る。
回路２１で、噴射量＝Ｋ吸入空気量／回転速度（ただし
Ｋ は定数）の演算を行なつて燃料噴射量を定めてい
る。したがつて上記のＫの値を信号S6に応じて変
化させてやれば、空燃比を制御することが出来
る。
Ｋの値は、例えば第４図に破線で示すごとく、
目標電圧が高い場合は低い値とし、目標電圧が低
下するにつれて上昇させる。そして目標電圧が零
すなわちプラズマ点火を停止させた場合には、空
燃比が通常の値（例えば14〜15）となるようにＫ
の値を制御する。
目標電圧が高い場合は低い値とし、目標電圧が低
下するにつれて上昇させる。そして目標電圧が零
すなわちプラズマ点火を停止させた場合には、空
燃比が通常の値（例えば14〜15）となるようにＫ
の値を制御する。
なお関数発生器１７及び２０は、回転速度のみ
の関数ではなく、回転速度と負荷量（スロツトル
弁開度、吸入空気量等）とに応じた関数とすれ
ば、更に精密な制御が出来ることは当然である。
の関数ではなく、回転速度と負荷量（スロツトル
弁開度、吸入空気量等）とに応じた関数とすれ
ば、更に精密な制御が出来ることは当然である。
以上説明したごとく本発明によれば、プラズマ
点火のエネルギーに応じて空燃比を変化させるよ
うに構成しているので、プラズマ点火を行なう領
域では空燃比を大きくして燃費を向上させ、また
プラズマ点火を行なわない領域では空燃比を通常
の値にして機関の性能低下を防止することが出来
る。
点火のエネルギーに応じて空燃比を変化させるよ
うに構成しているので、プラズマ点火を行なう領
域では空燃比を大きくして燃費を向上させ、また
プラズマ点火を行なわない領域では空燃比を通常
の値にして機関の性能低下を防止することが出来
る。
第１図はプラズマ点火装置の一例図、第２図は
軸燃費率と空燃比との関係図、第３図は本発明の
一実施例図、第４図は関数発生器１７，２０の特
性図である。 符号の説明、１…バツテリ、９…昇圧器、１０
…コンデンサ、１７…関数発生器、１８…比較
器、１９…スイツチング回路、２０…関数発生
器、２１…演算回路、２２…燃料噴射弁。
軸燃費率と空燃比との関係図、第３図は本発明の
一実施例図、第４図は関数発生器１７，２０の特
性図である。 符号の説明、１…バツテリ、９…昇圧器、１０
…コンデンサ、１７…関数発生器、１８…比較
器、１９…スイツチング回路、２０…関数発生
器、２１…演算回路、２２…燃料噴射弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 火花放電用電源とプラズマ用電源とを有し、
点火時期に火花放電用電源からの高電圧によつて
点火プラグに火花放電を行なわせ、かつプラズマ
用電源のコンデンサに充電された電荷を上記火花
放電に応じて放電させてプラズマ点火を行なうプ
ラズマ点火装置を備えた内燃機関において、内燃
機関の運転条件に応じてプラズマ点火のエネルギ
ーを変化させる第１の手段と、内燃機関に供給す
る混合気の空燃比を、プラズマ点火のエネルギー
に応じて変化させる第２の手段とを備え、プラズ
マ点火のエネルギーと空燃比とを関連させて制御
することを特徴とするプラズマ点火及び空燃比の
制御装置。 ２ 上記第１の手段は、内燃機関の回転速度が所
定値以上のときにプラズマ点火を停止させるもの
であり、上記第２の手段は、プラズマ点火停止中
の空燃比をプラズマ点火動作中の空燃比より小さ
な値にするものであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のプラズマ点火及び空燃比の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8772080A JPS5713272A (en) | 1980-06-30 | 1980-06-30 | Controller for plasma ignition and air-fuel ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8772080A JPS5713272A (en) | 1980-06-30 | 1980-06-30 | Controller for plasma ignition and air-fuel ratio |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5713272A JPS5713272A (en) | 1982-01-23 |
| JPS6343578B2 true JPS6343578B2 (ja) | 1988-08-31 |
Family
ID=13922736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8772080A Granted JPS5713272A (en) | 1980-06-30 | 1980-06-30 | Controller for plasma ignition and air-fuel ratio |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5713272A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036123A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | 非平衡プラズマ放電式エンジン |
| JP5351874B2 (ja) | 2010-11-25 | 2013-11-27 | 日本特殊陶業株式会社 | プラズマ点火装置およびプラズマ点火方法 |
| JP6554381B2 (ja) * | 2015-10-06 | 2019-07-31 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 点火装置 |
-
1980
- 1980-06-30 JP JP8772080A patent/JPS5713272A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5713272A (en) | 1982-01-23 |
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